2. Metode pentru operaţii de I/EI/E programate I/E prin întreruperi Acces direct la memorie (DMA) Procesoare de I/E 11.10.2011 Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (02) 1
2. Metode pentru operaţii de I/E
I/E programate I/E prin întreruperi Acces direct la memorie (DMA) Procesoare de I/E 11.10.2011 Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (02) 1
I/E prin întreruperi
Principiul I/E prin întreruperi Sisteme de întreruperi multiple Sisteme de întreruperi cu priorităţi Conectarea în paralel a liniilor de întrerupere Conectarea în serie a liniilor de întrerupere 11.10.2011 Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (02) 2
Principiul I/E prin întreruperi (1)
Întreruperea – suspendarea execuţiei unui program de către un semnal extern UCP sau de către un eveniment intern Suspendarea programului se produce la terminarea execuţiei instrucţiunii curente UCP este eliberat de sarcina de a testa starea dispozitivelor de I/E Sursele de întreruperi pot fi externe sau interne UCP 11.10.2011 Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (02) 3
Principiul I/E prin întreruperi (2)
Exemple de surse de întrerupere: Echipamentele periferice transferuri Memoria virtuală transferul unor pagini Circuite hardware de supraveghere a funcţionării normale a sistemului: detectarea erorilor de memorie, a căderii tensiunii Evenimente software interne: depăşiri, împărţiri la zero, instrucţiuni inexistente sau privilegiate 11.10.2011 Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (02) 4
Principiul I/E prin întreruperi (3)
Pentru întreruperea UCP se activează un semnal de control IREQ (Interrupt Request) Este setat un indicator de întrerupere La recunoaşterea cererii de întrerupere, UCP: Activează un semnal de achitare a întreruperii IACK (Interrupt Acknowledge) Execută o subrutină de tratare a întreruperii, asociată sursei de întrerupere 11.10.2011 Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (02) 5
Principiul I/E prin întreruperi (4)
Pentru transferul controlului la subrutina de tratare a întreruperii: UCP identifică sursa întreruperii UCP determină adresa subrutinei de tratare corespunzătoare sursei întreruperii Se salvează contorul de program PC şi alte informaţii de stare ale UCP Contorul de program PC se încarcă cu adresa subrutinei de tratare 11.10.2011 Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (02) 6
Principiul I/E prin întreruperi (5)
UCP trebuie să determine adresa subrutinei de tratare Metode pentru alegerea adresei subrutinei de tratare: Întreruperi nevectorizate: rutina de tratare se află la o adresă fixă în memorie Întreruperi vectorizate: adresa este furnizată de către sursa de întrerupere, sub forma unui vector de întrerupere 11.10.2011 Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (02) 7
I/E prin întreruperi
Principiul I/E prin întreruperi Sisteme de întreruperi multiple Sisteme de întreruperi cu priorităţi Conectarea în paralel a liniilor de întrerupere Conectarea în serie a liniilor de întrerupere 11.10.2011 Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (02) 8
Sisteme de întreruperi multiple (1)
Pentru înregistrarea cererilor de întrerupere, există un registru al cererilor de întrerupere Pentru un control individual asupra surselor de întrerupere, se utilizează bistabili mască registrul măştilor de întrerupere Probleme principale: Identificarea sursei de întrerupere Alegerea întreruperii care va fi deservită în cazul mai multor cereri simultane 11.10.2011 Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (02) 9
Sisteme de întreruperi multiple (2)
Tehnici pentru identificarea sursei de întrerupere: Linii multiple de întrerupere Interogare software Conectarea dispozitivelor în lanţ (interogare hardware) Arbitrajul de magistrală 11.10.2011 Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (02) 10
Sisteme de întreruperi multiple (3)
Linii multiple de întrerupere între UCP şi modulele de I/E Soluţia cea mai simplă Nu este practic să se dedice un număr prea mare de linii ale magistralei sau de pini ai procesorului pentru liniile de întrerupere De obicei, la fiecare linie vor fi conectate mai multe module de I/E 11.10.2011 Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (02) 11
Sisteme de întreruperi multiple (4)
Interogare software (“polling”) Atunci când UCP detectează o întrerupere, execută o subrutină de tratare a întreruperii Se interoghează modulele de I/E pentru a determina modulul generator al întreruperii Pentru interogare se poate utiliza o linie de comandă separată (de ex., TEST I/E) Fiecare modul de I/E poate conţine un registru de stare adresabil 11.10.2011 Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (02) 12
Sisteme de întreruperi multiple (5)
Interogare hardware Se utilizează un lanţ de dispozitive (“daisy chain”) Toate modulele de I/E partajează o linie comună de cerere de întrerupere La detectarea unei cereri de întrerupere, UCP activează un semnal de achitare a întreruperii Linia de achitare a întreruperii este înlănţuită prin modulele de I/E 11.10.2011 Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (02) 13
Sisteme de întreruperi multiple (6)
Semnalul de achitare se propagă prin modulele de I/E până când ajunge la un modul solicitant Acest modul răspunde prin plasarea unui vector de întrerupere pe magistrala de date UCP utilizează vectorul ca un pointer la subrutina de tratare pentru modul Avantaj: nu este necesară execuţia unei subrutine generale de tratare a întreruperii 11.10.2011 Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (02) 14
Sisteme de întreruperi multiple (7)
Arbitrajul de magistrală Utilizează întreruperile vectorizate Un modul de I/E trebuie să preia mai întâi controlul asupra magistralei pentru a putea activa semnalul de cerere a întreruperii La detectarea întreruperii, UCP activează semnalul de achitare a întreruperii Modulul care a efectuat cererea îşi plasează vectorul pe liniile de date 11.10.2011 Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (02) 15
I/E prin întreruperi
Principiul I/E prin întreruperi Sisteme de întreruperi multiple Sisteme de întreruperi cu priorităţi Conectarea în paralel a liniilor de întrerupere Conectarea în serie a liniilor de întrerupere 11.10.2011 Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (02) 16
Sisteme de întreruperi cu priorităţi (1)
În cazul cererilor simultane, este necesar un sistem de priorităţi Perifericele rapide prioritate înaltă Stabilirea priorităţii întreruperilor simultane se poate realiza prin software sau prin hardware Metoda software: Identificarea sursei de prioritate maximă se realizează prin interogare Există o subrutină comună de tratare, care interoghează sursele de întrerupere 11.10.2011 Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (02) 17
Sisteme de întreruperi cu priorităţi (2)
Ordinea în care sunt interogate sursele determină prioritatea lor Dezavantaj: în cazul unui număr mare de surse, timpul necesar interogării creşte Metoda hardware: Un controler de întrerupere acceptă cereri de întrerupere de la mai multe surse şi determină cererea cu prioritatea maximă Fiecare sursă de întrerupere are un vector propriu de întrerupere 11.10.2011 Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (02) 18
I/E prin întreruperi
Principiul I/E prin întreruperi Sisteme de întreruperi multiple Sisteme de întreruperi cu priorităţi Conectarea în paralel a liniilor de întrerupere Conectarea în serie a liniilor de întrerupere 11.10.2011 Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (02) 19
Conectarea în paralel a liniilor de întrerupere (1)
Se utilizează un registru de întrerupere RINT Biţii acestuia sunt setaţi separat de cererile de întrerupere ale fiecărui dispozitiv Prioritatea este stabilită în funcţie de poziţia biţilor din registru Registrul măştilor de întrerupere RM permite controlul (dezactivarea) stării fiecărei cereri de întrerupere 11.10.2011 Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (02) 20
Comments